Despacito (III)

Después de buscar patrones repetitivos en el ámbito de la meteorología, la geología o la astronomía, terminamos esta entrada múltiple hablando de los ciclos naturales más largos de los que se tiene noticia… Así como un año es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta al Sol (a un ritmo de 30 kilómetros por segundo), un año galáctico o año cósmico es el tiempo que tarda el Sistema Solar en dar una vuelta completa alrededor del centro de la Vía Láctea, a una velocidad de 230 kilómetros por segundo. Se ha estimado que un año galáctico son aproximadamente 225 millones de años; es una unidad de tiempo a caballo entre lo geológico y lo cosmológico.

Tomándola como referencia, podríamos decir que la edad del Universo son unos sesenta y un años galácticos y la Vía Láctea apareció hace cincuenta y cuatro, y que desde su nacimiento el Sol con sus planetas ha orbitado unas veinte veces y media alrededor del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia. Como ya comentamos una vez en el blog, es una suerte que nuestro sistema estelar esté fuera de los brazos espirales de la Vía Láctea, con mayor densidad de estrellas, y que además orbite a una velocidad similar a la de estos, porque eso evita que se adentre en estas zonas, más peligrosas por las emisiones de rayos X y gamma o las colisiones con asteroides, que podrían acabar con la Vida en la Tierra.

Describamos a continuación un ciclo todavía más lento. Una nebulosa es una nube de hidrógeno y polvo que flota en el espacio y en la que se pueden formar estrellas: veamos cuál es el proceso. El gas se va concentrando lentamente por pura atracción gravitatoria, y tras un periodo de Tiempo suficientemente largo la temperatura y la presión en el centro de esta nube son suficientemente altos para que se produzca la fusión nuclear del hidrógeno en helio, estabilizándose así la recién nacida estrella, que empieza a brillar con luz propia. El ciclo vital de esta estrella será distinto dependiendo de la masa que tenga. En algunos casos, la formación de una enana blanca a partir de una estrella de poca masa va unida a la expulsión de sus capas exteriores, que forman lo que se ha dado en llamar una nebulosa planetaria. En la creación de una estrella de neutrones o de un agujero negro a partir de una estrella más masiva se produce una explosión de supernova que también emite grandes cantidades de material, incluyendo los elementos más pesados de la Tabla Periódica, hacia los alrededores.

Los elementos medios y pesados como el carbón, el oxígeno o el hierro son muy importantes en la formación de pequeñas partículas de polvo cósmico, que propician la creación de moléculas de hidrógeno, al encontrarse más fácilmente en su vecindad dos átomos de dicho elemento, y además las protegen de la radiación circundante, favoreciendo así el nacimiento de nuevas estrellas en estas nubes moleculares, con lo que se cierra el ciclo. Por eso las primeras galaxias que se formaron en el Universo, al ser menos ricas en polvo y elementos pesados, no eran muy eficientes en cuanto a la generación de nuevas estrellas.

El polvo de las nebulosas planetarias o el despedido por las explosiones de supernova no vuelve a condensarse para formar nuevas estrellas cuando hay una sola nube, pero sí cuando son dos o más las que coinciden en el mismo punto, procedentes de distintos lugares. Cuando esto pasa, el hidrógeno que estaba en las capas más externas y que salió despedido con la supernova podría acabar más adelante produciendo fusión nuclear en el interior de una estrella de la siguiente generación. También puede ocurrir que la onda de choque llegue a una nube lejana de hidrógeno en reposo y favorezca el aumento de la concentración del gas que produce a su vez la formación de la nueva estrella.

Las estrellas de segunda generación están hechas a partir de restos de estrellas de primera generación, y las de tercera a partir de restos de las de primera y segunda. Todas las que vemos hoy en el cielo son como mínimo de segunda o tercera generación, e incluso hay algunas de cuarta. Sabemos que nuestra estrella es de tercera o cuarta generación porque el Sistema Solar es rico en elementos pesados: los astrónomos piensan que debe haberse formado (hace 4.500 Ma) gracias a la combinación de materiales de varias supernovas cercanas. El Sol es una estrella pequeña, así que es poco probable que dé lugar por sí solo a otra nueva cuando desaparezca… En definitiva, el ciclo por el cual las nubes de gas se transforman en estrellas y estas de nuevo en gas (más enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros) debe ser uno de los más lentos que existen, con periodos de miles de millones de años, tal vez un cuarto o un tercio de la edad del Universo, que, recordemos, son 13.800 Ma.

Pero ¿es el más lento de todos? ¿Puede ser la duración total de nuestro Universo, desde su inicio hasta su aún lejano final, una sola iteración de un ciclo periódico todavía más extenso? La teoría actualmente más aceptada acerca del fin de nuestro Universo sostiene que el Espacio entre las galaxias seguirá expandiéndose cada vez más rápido gracias a la llamada energía oscura, de la que todavía no sabemos mucho, pero hay otra posible explicación según la cual la energía oscura sería menor de lo que pensamos o disminuiría con el paso del Tiempo, ralentizando la expansión del Universo y permitiendo a la gravedad imponerse para pasar de una fase de expansión a otra de contracción. Las galaxias se acercarían las unas a las otras, la temperatura aumentaría cada vez más y poco antes de la colisión final, llamada Big Crunch, solo quedarían agujeros negros supermasivos; estos se fusionarían en uno solo que contendría toda la masa del Universo y que se devoraría a sí mismo. Algunos especialistas creen que este Big Crunch daría lugar a un efecto rebote, el Big Bounce, en forma de Big Bang de un nuevo Universo, iniciándose un nuevo ciclo y repitiéndose una y otra vez esta secuencia de expansiones y contracciones del Espacio-Tiempo.

Existen distintos modelos cosmológicos cíclicos basados en estas ideas, aunque por ahora, a falta de evidencias experimentales que los confirmen o los refuten, no son más que meras especulaciones con multitud de cabos sueltos por resolver. Por ejemplo, algunos cosmólogos afirman que para no violar la segunda ley de la Termodinámica, que dice que la entropía (el desorden) del Universo siempre tiene que aumentar, estos ciclos de expansión y contracción deberían ser cada vez de mayor duración y con expansiones más grandes. Por otra parte, supongo que es algo tramposo definir esto como un fenómeno periódico que se repite en el Tiempo, porque el Tiempo como tal no existe antes del Big Bang, y supongo que tampoco cuando se alcanza el Big Crunch… pero bueno, no nos pongamos demasiado puntillosos.

Como os decía antes, la teoría más aceptada hoy en día acerca del final de todo es la del Big Freeze o Muerte Térmica del Universo, en la cual las galaxias siguen alejándose las unas de las otras de manera indefinida y no tiene lugar ningún proceso cíclico; en otra ocasión, más adelante, la describiremos con detalle en el blog y veremos que la duración de las últimas etapas será tan grande que el Tiempo parecerá detenerse… Y por hoy ya está bien, terminamos aquí esta tercera y última entrega. Después de leerla puede que os sintáis una vez más muy, muy pequeños ante la inmensidad del Tiempo y el Espacio, pero yo creo que por el contrario deberíamos sentirnos grandes y orgullosos: tiene mucho mérito para la Humanidad, atrapada en este diminuto punto azul pálido que es la Tierra, haber logrado descubrir tantas cosas en tan solo dos mil quinientos años, desde que Hiparco y otros como él, fascinados por lo que observaban en el cielo nocturno, empezaron a hacerse preguntas y a aplicar el método científico para comprender todo lo que les rodeaba, preparando el camino a los geólogos, astrónomos y cosmólogos que vendrían después de ellos.